CC BY
17ИННОВАЦИОННЫЕ ¡МЕТОДЫ В ПЕРЕРАБОТКЕ КОММУНАЛЬНЫХ БЫТОВЫХ
ОТХОДОВ
Чукалима Е.М., аспират 1'осеийского госгЛирстненного университета ту/нами и сервиса
В статье обосновано, что увеличение объема обра твапия твердых кочлниилы/ых отх<и)он и уаиение их негативного воздействия па окружанщ\ ю природную среду требует шшовацштпых ши)хш)ов к п нитрованию рашития коммунального хозяйства и решения одной и> самих острых городским проблем удаление и упшишчия пше/м)ы.\ бытовых отходом Рацшботана технологическая ниши Оля переработки отходов предприятий коммунального хотйства ■ биоичама в ктнюнщионный материал с применением юлы и песка
Ключевые слова: инновации, информация, коммунальное хозяйство, отходы.
INNOVATIVE METHODS IN MUNICIPAL WASTE RECYCLING
C'hukalina E„ the post-graduate student, Russian Stale University of Tourism and Service
hi article, that the increase in the formation о/ solid municipal waste and increasing tlteir negative impact on the environment ret/Hires innovative approaches to development planning utilities and address one o) the critical urban issues - removal and disposal of solid waste The technological line Jor waste utilities - hiosliulge in composite material with the use of ash and sand
Keywords: innovation, information, utilities, waste.
В последнее десятилетие и России наблюдается значительное увеличение объема образования твердых коммунальных отходов и усиление их негативного воздействия па окружающую природную среду. Ежегодно в стране по данным Росприроднадзора копится порядка 35-40 млп. тонн твердых бытовых отходов (ТБО) и практически весь этот объем размещается на специальных полигонах, санкционированных и не санкционированных свалках, и только 4-5% этого объема подвергается переработке. Тто связано как с отсутствием необходимой инфраструктуры, предприятии - переработчиков, которых по стране насчитывается всего 389 единиц, в том числе: комплексов по переработке ТБО 243. комплексов по сортировке - 53. мусоросжнгающих заводов - около 10'.
Количество специально обустроенных мест для размещения отходов - полигонов ТБО в целом по стране 1399. что в разы меньше, чем даже санкционированных свалок которых чуть больше 7 тысяч (7153). Еще больше несанкционированных свалок (их следует расценивать как накопленный за истекшие десятилетня эко-логический ущерб), которых около 17,5 тысяч, что превышает число санкционированных свалок в 2.5 раза. Суммарно объекты размещения ТБО занимают площадь более 150.0 тысячи гектаров- 1,5 тысячи км .'(территория РФ— 17 098 246 км?. Площадь суши 16 867 тысячи км?, более 70 % территории - равнины и низменности. Леса занимают свыше 40 % территории, поверхностные йоды - 12,4 %, более 70 % российской территории — это зона рискованного земледелия).
Инновационный подход к планированию развития коммунального хозяйства предполагает обоснованный выбор путей решения одной из самых острых городских проблем — удаление и утилизация твердых бытовых отходов Управление отходами охватывает сбор отходов, их утилизацию, сжигание, захоронение, а также меры по уменьшению количества отходов. В планах инновационное совершенствование процесса переработки отходов может предусматриваться по двум направлениям. Во-первых, совершенствуются технология и оборудование, применяемые при складировании и захоронении отходов на полигонах. Применение специализированных коммунальных машин — компакторов, совмещающих функции бульдозера и уплотняющего катка, позволяет увеличивать срок службы полигонов-мусоросборников без увеличения занимаемой ими площади в 1.4-1,9 раза. В настоящее время Челябинский тракторный завод начал производить компактор, предназначенный для перемещения, разравнивания, дробления и уплотнения свалочного материала с последующим его закрытием покрывающим грунтом. Во-вторых, развивается технология мусороежнгання па специализированных заводах. Возможности сжигания мусора ограничиваются тем. что при этом происходит мощный выброс в воздух одного из наиболее опасных ядовитых веществ диоксина. При планировании необходимо учитывать, что современная технология мусороежнгання требует предварительной сортировки отходов, удаления из них компонентов, вызывающих загрязнение воздуш-
ною бассейна.
При этом, преобладающим способом обращения с твердыми коммунальными отходами, по-прежнему, продолжает оставаться их размещение иа полигонах и свалках без какой-либо предварительной обработки (сортировки и брикетирования). Обычным явлением для традиционных российских свалок являются возгорания отходов и связанные с ними выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; обвалы в теле свалки: присутствие птиц и грызунов, являющихся переносчиками инфекций; разнос легких отходов ветром; загрязнение почв, подземных и поверхностных водных объектов. Подтверждением этому являются официальные сведения Рос-природнадтора о соответствии природоохранным требованиям не более восьми процентов действующих объектов размещения коммунальных отходов.
Для сведения: по состоянию на 9 августа 2012 года в России на землях лесного фонда зарегистрировано 145 лесных пожаров на площади 12,34 тысячи гектаров:. Это свидетельствует о том, 'гто значительная часть земельного фонда (учитывая свалки) не только исключена из активного оборота, но и представляет собой существенную угрозу для окружающей среды. Поэтому в соответствие с «Основами государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года», утвержденными Президентом Российской Федерации 28.04.2012г. № Пр-1102, основным направлениями обращения с отходами являются предупреждение и сокращение образования отходов, развитие инфраструктуры их обезвреживания и поэтапное введение запрета на захоронение отходов, не прошедших сортировку и обработку в целях обеспечения экологической безопасности при хранении и захоронении.
В странах ЕС система управления отходами предполагает наличие интегрированной системы различных аспектов: социальных, экономических, нормативно-правовых, управленческих, технических. Во многих странах для уменьшения объемов размещаемых отходов введен раздельный сбор отходов на стадии их образования, сортировка отходов, собираемых нераздельным способом, и последующее брикетирование, оставшихся после сортировки, так называемых, «хвостов». ">то позволяет в 4-6 раз уменьшить объемы отходов, размещаемых на полигонах, а также снизить экологическую опасность самих объектов размещения отходов. Однако, данный способ предварительной обработки отходов перед их размещением, специалисты не называют перспективным примером наилучшей практики обращения с твердыми коммунальными отходами. Даже после сортировки сами «хвосты» содержат до 50% ценного сырья, пригодного для дальнейшего использования в качестве альтернативного вида топлива, а также - биокомпоненты, загрязненный грунт, щебень и пр. При этом теплотворная способность получаемого из «хвостов» топлива колеблется от 3000 до 7000 ккал/кг, что приблизительно соответствует теплотворной способности бурого угля.
' http: экоманп-рупп.РФ percrabolka_mun¡tsipalnyh_tverclyh_bytovyh_othoilov http: dv.ria.ru/ecology/20l20809/82147778 html
INNOVATIVE ECONOMY: INFORMATION, ANALYSIS, PROGNOSES 3
На этом основании специалистами компании «ИМАБЕ ИБЕ-РИКА предлагается технология, позволяющая получить 1П рапсе размещаемых на полигонах «хвостов» востребованную товарную продукцию и при >том свести к минимуму объем отлодоп поступающих па захоронение 111. Суть решения по использованию «хвостов» после сортировки заключается в том. что отходы проходят дополнительную обработку, на которой происходит отделение метилов: органики: песка, шебия п пр. Оставшаяся после дополнительной сортировки часть отходов представляет собой смешанную массу высокой влажности, состоящую из частей пластика, бумаги, текстиля, древесины и пр.. оставшихся после первичной обработки. Для получения из такого продукта гомогенизированной массы его измельчают на шредерах и отжимают в прессах для понижения влажности и получения брикета соответствующего размера, предназначенного для подачи в сжигающее устройство. Дробление отходов для получения малоразмерных компонентов производится с целью более интенсивного процесса горения, повышая КПД и сокращая количество образующейся золы. Помимо этого, фрагментация отходов делает их массу более однородной, что также повышает теплотехнические показатели сырья.
Другую разновидность отходов представляют собой осадки сточных вод - биошлам, который до середины 60х годов прошлого иска вывозился на поля орошения и использовался в сельском хозяйстве в качестве аналога отходов крупного рогатого скота, но после объединения коммунальных и индустриальных стоков на объекты коммунальных очистных сооружений стали поступать стоки, содержащие тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий н вся возможная гамма органических соединении. Ситуация резко изменилась и стало необходимым создание специальных полигонов, которые представляют собой сложные ннжснсрно-тсхннчсские сооружения В настоящее время в России и странах ЕС происходит изменения условий законодательства в отношении использования органических отходов, и прежде всего биошламов. полученных от ОЧ31СТКН сточных вод.
В Российской Федерации ежегодно образуется около 3 млн. тонн биошлама, а по официальным данным Европейской комиссии в ЕС - почти 10 млн. тонн (по СВ 8.7 млн. гони) в I? государствах ЕС и 1.2 млн. тонн во вновь вступивших в ЕС странах. Примерно пятая
часть от этого производится в Германии, за ней следуют Великобритания. Италия и Испания Недостаточный уровень развития коммунальной системы н России подтверждается проведенным анализом показателя фондообеспеченности, требуемая расчетная величина которой в среднем по России составляет около 50 млн. рублей ,1000 жителей[2). В настоящее время фактическое значение ггого показателя в среднем по России находится на уровне 7 млн рублей. т.е. в 7 раз меньше рекомендуемого.
При финансировании Министерства образования и пауки в настоящее время сотрудниками ООО «Компания Пью Тскнолоджие Плюс» разработана технологическая линия .тля переработки бно-шлама в композиционный материал с применением золы и песка (отходы предприятий коммунального хозяйства) [3,4].Технологическая линия при проведении производственных испытаний располагается на территории иловых площадок коммунальных очистных сооружений. 11а «той же территории на свободных иловых каргах размешается зола, полученная от сжигания илового шлама, и песок с песколовок Плоные накопители включают 7 емкостей, глубиной от 5.3м до бм. в качестве гидроизоляционного материала использована кембрийская глина, занимающая площадь с откосами - 51,4 Га.
Первостепенной задачей является забор из иловых накопите-лейн обработка шлама, который условно разделяется на три слоя по высоте:
I Верхний слой биошламаоколо 3,5 метров, суспензия со средним содержанием 30-100 грамм сухого вещества (СВ) на литр.
2. Промежуточный слой - суспензия со средним содержанием 100-150сухого вещества (СВ) грамм на литр.
3. Донный слои - сконденсированный биошлам, содержащий 15-20% по сухому веществу.
Предложены мокрая (рис I) и сухая (рис.2(технологии получения композиционного материла в зависимости от концентрации сухого вещества в биошламе.
Сухая технология используется для переработки бношлама непосредственно из иловой карты с содержанием сухого вещества 20-25% (без использования гсотуб). Подавление запахов производится но патенту работников ООО «KIIT плюс»«Способ устранения запахов полигонов отходов, свалок и полей орошения», патент
Иловый накопитель биошлама
Забор биошлама 8-12%
Промежуточная
емкость предворительной обработки биошлама
Забор биошлама 5-7.5%
Экотрейн Флокуляция биошлама
Иловый накопитель
Пассивирующие добавки
Фильтрат
Станция водоподгоговки
Обезвоживание биошлама в геотубах
Зола
Смешение
Песок
Композиционный материал
Рис. I Технологическая схема обработки бношлама и, иловых накопителей (мокрая технология)
INNOVATIVE ECONOMY: INFORMATION, ANALYSIS, PROGNOSES
Рис. 2. Технологическая схема обработки бношлама 1П иловых карт (сухая технология) Таблица 1. Характеристики биошлама, находящегося на иловых картах
1 Указатель СД. изм. Кол-во
Планируемый объем биошлама гыс. M 345,000
Биошлам м3% 75-85
Зольность(интервал) % 30-45
№2331442. С помощью мобильной дезодорирующей станции МОБ-I, выполняется периодическое распыление (не менее 2 раз в сутки) всей территории иловых площадок.
Для производства композитного материала биошлам забирается или из геотуб (мокрая технология) или непосредственно из иловой карты (сухая технология). Эта карта представляет собой инженерное сооружение из бетона, имеет дренажную систему, а также пути въезда любого транспортного средства па его площадку.
Дзя обеспечения механической очистки биошлама от примесей природных и антропогенных загрязнений предполагается использовать насадки на экскаватор ковш-просеиватель ИОВ1ММ и мультн-гренфер ИОВ! СО для дробления и измельчения материалов.
По проведенной саннтарно-зпидемологичеекой оценке бно-шлам. размещенный на полигоне, относится к 4 классу опасности В качестве сырья для получения композитного материала использованы биошлам (осадок городских сточных вод) из иловых карт, зола от сжигания обезвоженного осадка сточных вод, техногенный песок с песколовок (табл. 1).
Дзя уменьшения влагосодержания биошлама в иловую карту посредством распыления наносится реагент, на предварительном этапе - СаО и в настоящее время проводится поиск наиболее эффективных соединений. С помощью экскаватора-погрузчика нбуль-дозера производится интенсивное перемешивание доступной части биошлама и через 2 дня производится погрузка его в самосвалы. При этом производится отделение включений крупных фракций (камни, крупный мусор, ветки). Далее крупные фракции вывозятся на полигон твердых бытовых отходов.
При производстве работ предусмотрено использование оборудования для аэрозольного распыления подавителя запахов. Просушенный биошлам, наполнители, реагенты поступают в трехкамер-ную смесительную установку, далее посредством конвейера на установку дисковой грохот Я.Б.К.. 120. далее в приемный бункер продукта. Производительность установки 10,5 т/час, при работе 12 часов в сутки, производительность составит - 126 т'сутки. Далее продукт вывозится для временного хранения на свободную иловую карту.
Технология переработки бношлама обеспечивает существенное улучшение условий окружающей среды, которое заключается в следующем:
полученный продукт не подвержен влиянию атмосферных осадков и ветра;
полученный продукт временно размещается в иловой карте №2 I очереди, карта - бетонная, оборудована дренажной системой. через которую фильтрат поступает в канализацию, а затем в голову очистных сооружений, где проходит очистку совместно с поступающими сточными водами.
При переработке биошлама предусмотрен ввод реагентов и наполнителей, позволяющих обеспечить экологическую безопас-
ность:
осаднтель тяжелых металлов - для перевода растворенных солей тяжелых металлов в нерастворенное (неактивное) состояние;
дезинфектант - для подавления жизнедеятельности патогенной микрофлоры;
дезодорант (подавитель запахов) - для подавления дурно пахнущих газов в зоне производства работ.
При проведении работ по подбору деэннфектанта, дезодоранта и осаднтеля тяжелых металлов в первую очередь учитывается экологическая безопасность самих продуктов и продуктов их взаимодействия с бношламом. в частности при взаимодействии с подземными потоковыми структурами [5]. В результате должен образоваться продукт с потребительскими свойствами позволяющими использовать его, прежде всего, в дорожно-транспортном строительстве.
Примечание. Работа выполняется при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках государственного контракта по Федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Литература:
1. Iittp://wmv.rosaro.m/focub'decisions/p209/l !овый взгляд на коммунальные отходы
2. Кескннов. А.Л. Совершенствование управления инвестициями в коммунальном хозяйстве в системе государственно-частного партнерства [Текст]. Кескннов А Л. - М.: ГОУ ДНО ГАСИС, 2010
3. Патент на изобретение № 2342204 «Способ переработки отходов», зарегистрирован в Государственном реестре 27.I2.200S г.
4. Патент на изобретение № 2395465 «Полигон переработки илового осадка сточных вод», зарегистрирован в Государственном реестре 27.07.2010 г.
5. Губанов H.H., Иванов В.А. Методика пластики рельефа в территориальном планировании подземных коммуникаций (стать-я).Номер X (27) 20)1.042110005840200
INNOVATIVE ECONOMY: INFORMATION, ANALYSIS. PROGNOSES 5
